(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織の圧迫状態を示す変位フレームデータ、弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部を備え、
前記弾性画像構成部は、前記被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な複数の圧迫周期のそれぞれにおいて、圧迫周期内の複数の前記弾性画像を加算又は加算平均した合成弾性画像を生成し、
前記画像表示器は、生成された複数の前記合成弾性画像を時系列順にマルチスクリーン表示することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１の超音波診断装置において、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記圧迫周期検出部は、前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくともいずれか１つに基づいて、前記被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な周期を検出し、
前記表示制御部は、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２の超音波診断装置において、
前記圧迫周期検出部は、前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくともいずれか１つに基づいて、前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表す圧迫波形を生成する圧迫波形生成部と、前記生成された圧迫波形における各圧迫周期の波形とメモリにあらかじめ格納されている前記被検体の断層面の組織の適正な圧迫状態の経時変化を表す教師波形との相関演算を行い、求められた各圧迫周期の相関値に基づいて前記適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有してなる超音波診断装置。
【請求項４】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、
圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、
前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、
前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記弾性情報演算部は、前記弾性情報として前記変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求め、
前記圧迫周期検出部は、前記ストレインフレームデータに基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成する圧迫波形生成部と、生成されたストレイン波形に基づいて各圧迫周期のストレインレートの相加平均値を求め、求められた各圧迫周期のストレインレートの相加平均値に基づいて前記適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有し、
前記表示制御部は、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、
圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、
前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、
前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記弾性情報演算部は、前記弾性情報として前記変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求め、
前記圧迫周期検出部は、前記ストレインフレームデータに基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成する圧迫波形生成部と、生成されたストレイン波形に基づいて各圧迫周期のストレインレートの絶対値の相加平均を求め、求められた各圧迫周期のストレインレートの絶対値の相加平均値に基づいて前記適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有し、
前記表示制御部は、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、
圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、
前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、
前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記超音波探触子の超音波送受信面で前記被検体を圧迫して前記断層面の組織に対する圧迫状態を繰り返し変化させる場合、
前記弾性情報演算部は、前記弾性情報として前記変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求め、
前記圧迫周期検出部は、前記ストレインフレームデータに基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成する圧迫波形生成部と、生成されたストレイン波形の各圧迫周期において、前記超音波探触子により前記被検体に初期圧迫を加えた状態の初期ストレイン値を中心としたストレイン波形の上下の対称性を求め、求められた各圧迫周期のストレイン波形の上下の対称性に基づいて前記適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有し、
前記表示制御部は、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、
圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、
前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、
前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記超音波探触子の超音波送受信面で前記被検体を圧迫して前記断層面の組織に対する圧迫状態を繰り返し変化させる場合、
前記弾性情報演算部は、前記弾性情報として前記変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求め、
前記圧迫周期検出部は、前記ストレインフレームデータに基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成する圧迫波形生成部と、生成されたストレイン波形の各圧迫周期において、前記超音波探触子により初期圧迫を加えた状態の初期ストレイン値を中心としたストレイン波形の点対称性を求め、求められた各圧迫周期のストレイン波形の点対称性に基づいて前記適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有し、
前記表示制御部は、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、
圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、
前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、
前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記超音波探触子の超音波送受信面で前記被検体を圧迫して前記断層面の組織に対する圧迫状態を繰り返し変化させる場合、
前記弾性情報演算部は、前記弾性情報として前記変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求め、
前記圧迫周期検出部は、前記ストレインフレームデータに基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成する圧迫波形生成部と、生成されたストレイン波形を圧迫周期ごとに積分して積分グラフを求め、該積分グラフの各圧迫周期において、積分値のピーク点を中心とした積分グラフの左右の対称性を求め、求められた各圧迫周期の積分グラフの左右の対称性に基づいて前記適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有し、
前記表示制御部は、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、
圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、
前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、
前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記弾性情報演算部は、前記弾性情報として前記変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求め、
前記圧迫周期検出部は、前記ストレインフレームデータに基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成する圧迫波形生成部と、生成されたストレイン波形又は該ストレイン波形に基づいて生成されたストレインレート波形に基づいて各圧迫周期における分散又は標準偏差を求め、求められた分散又は標準偏差に基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態が適切な圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有し、
前記表示制御部は、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、前記被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において前記超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、前記弾性画像を表示する画像表示器とを備えた超音波診断装置であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、
圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、
前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくとも１つに基づいて、圧迫が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、
前記画像表示器を制御する表示制御部とを備え、
前記弾性画像構成部は、前記弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、
前記圧迫周期検出部は、前記変位フレームデータ、前記弾性フレームデータ、及び前記被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくともいずれか１つに基づいて、前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表す圧迫波形を生成する圧迫波形生成部と、前記生成された圧迫波形における各圧迫周期の波形とメモリにあらかじめ格納されている前記被検体の断層面の組織の適正な圧迫状態の経時変化を表す教師波形との相関演算を行い、求められた各圧迫周期の相関値に基づいて前記適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有し、前記求められた各圧迫周期の相関値があらかじめ設定された相関閾値より大きい圧迫周期を、前記被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な圧迫周期として検出し、
前記表示制御部は、検出された適正な圧迫周期の数をカウントして前記画像表示器に表示する超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項の超音波診断装置において、
前記弾性画像構成部は、前記被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な圧迫周期内の複数の前記弾性画像を加算又は加算平均した合成弾性画像を生成し、前記画像表示器は、該合成弾性画像を表示する超音波診断装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項の超音波診断装置において、
前記画像表示器は、前記被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な圧迫周期内の複数の前記弾性画像を時系列順にマルチスクリーン表示する超音波診断装置。
【請求項１３】
被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している状態において超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて弾性画像を生成して画像表示器に表示する超音波画像表示方法であって、
前記被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成するステップと、圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成するステップと、
生成された変位フレームデータに基づいて前記断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成するステップと、
前記弾性情報として前記変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求めるステップと、
前記ストレインフレームデータに基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成するステップと、
生成されたストレイン波形又は該ストレイン波形に基づいて生成されたストレインレート波形に基づいて各圧迫周期における分散又は標準偏差を求め、求められた分散又は標準偏差に基づいて前記被検体の断層面の組織の圧迫状態が適切な圧迫周期を検出するステップと、
検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを前記画像表示器に表示させるステップとを有することを特徴とする超音波画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置、及び超音波画像表示方法に係り、特に、被検体の断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成して表示する超音波診断装置において、被検体の断層面の組織の圧迫状態を考慮して診断に適した弾性画像を検者に提供するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、例えば超音波断層像（Ｂモード画像）等の断層像を構成して診断用に表示するものである。
【０００３】
近年、特許文献１に記載されているように、手動又は機械的な方法により超音波探触子で被検体を圧迫しながら超音波受信信号（ＲＦ信号）を計測し、断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成することが行なわれている。つまり、断層面の組織の圧迫状態が異なる１対のＲＦ信号のフレームデータに基づいて圧迫により組織各部に生じた変位を求め、求めた変位のフレームデータに基づいて歪み又は弾性率などの弾性情報のフレームデータを演算し、弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成して表示することが行なわれている。
【０００４】
さらに、特許文献２や特許文献３に記載されているように、弾性画像を生成する過程で求められる歪みや、超音波探触子の超音波送受信面に設けた圧力センサで検出した圧力値を時系列にグラフとして表示することにより、検者に対して被検体の断層面の組織の圧迫状態を提供することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０６０８５３号公報
【特許文献２】特開２００８−０７３４１７号公報
【特許文献３】特開２００９−１９５６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２及び特許文献３に記載された技術は、検者に対して被検体の断層面の組織の圧迫状態そのものを提供することにとどまっており、被検体の断層面の組織の圧迫状態を考慮して診断に適した弾性画像を選別して提供することについては考慮されていない。
【０００７】
すなわち、弾性画像は、超音波探触子の超音波送受信面による押圧で被検体の組織に適切な圧迫が加えられている状態、或いは拍動等により適切な圧迫が加えられている状態で生成されて初めて診断に適した画像となる。よって、超音波探触子の圧迫手技が適切に行われていない状態、或いは拍動等により組織に適切な圧迫が加わっていない状態で生成された弾性画像は診断に適さないものとなる。
【０００８】
そこで、弾性画像を用いて診断を行う場合には、被検体の組織に圧迫を繰り返し加えながら複数の弾性画像を生成してメモリに保存し、フリーズさせた後にメモリの弾性画像の中から診断に適したものを選別することが一般的に行われている。ここで、検者は、例えばトラックボール等の入力インターフェイスを使ってメモリの複数の弾性画像を順に表示させながら診断に適した弾性画像を自ら選別することになる。この選別作業は検者にとって煩わしく、診断効率の面で好ましくはない。
【０００９】
そこで本発明は、被検体の断層面の組織の圧迫状態を考慮して診断に適した弾性画像を選別して提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、被検体の断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している圧迫状態において超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて被検体の断層面の組織のＲＦ信号フレームデータを生成する受信処理部と、圧迫状態が異なる一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて断層面の組織の変位を計測して変位フレームデータを生成する変位計測部と、生成された変位フレームデータに基づいて断層面の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を演算して弾性フレームデータを生成する弾性情報演算部と、弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成部と、弾性画像を表示する画像表示器とを備えて構成される。
【００１１】
上記課題を解決するため、変位フレームデータ、弾性フレームデータ、及び被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくともいずれか１つに基づいて、被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な周期を検出する圧迫周期検出部と、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを画像表示器に表示する表示制御部とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
すなわち、変位フレームデータ、弾性フレームデータ、及び被検体の断層面の組織に加わる圧力は、被検体の断層面の組織の圧迫状態を示すものであるから、これらの少なくとも１つに基づけば適正な圧迫周期を検出することができる。また、適正な圧迫周期において生成された複数の弾性画像はいずれも診断に適したものであるから、これらの少なくとも１つを表示して検者に提供することにより、検者は自ら診断用の弾性画像を選別する必要がない。その結果、診断効率を向上させることができる。
【００１３】
圧迫周期検出部は、より具体的には、変位フレームデータ、弾性フレームデータ、及び被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくともいずれか１つに基づいて、被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表す圧迫波形を生成する圧迫波形生成部と、生成された圧迫波形における各圧迫周期の波形とメモリにあらかじめ格納されている被検体の断層面の組織の適正な圧迫状態の経時変化を表す教師波形との相関演算を行い、求められた各圧迫周期の相関値に基づいて適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有して構成することができる。適正圧迫周期検出部は、例えば相関値が最も高い圧迫周期を適正圧迫周期として検出することができる。また、あらかじめ相関値に対する閾値を設定しておき、相関値が閾値より高い１又は複数の圧迫周期を適正圧迫周期として検出することもできる。
【００１４】
ところで、弾性情報演算部は、弾性情報として変位フレームデータに基づいてストレインフレームデータを求めることができる。この場合、圧迫周期検出部は、ストレインフレームデータに基づいて被検体の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表すストレイン波形を生成する圧迫波形生成部と、生成されたストレイン波形に基づいて各圧迫周期のストレインレートの相加平均値を求め、求められた各圧迫周期のストレインレートの相加平均値に基づいて適正圧迫周期を検出する適正圧迫周期検出部とを有して構成することができる。適正圧迫周期検出部は、例えば圧迫周期のストレインレートの相加平均値が最も０に近い圧迫周期を適正圧迫周期として検出することができる。また、あらかじめ圧迫周期のストレインレートの相加平均値に対する閾値範囲を設定しておき、相加平均値が閾値範囲に含まれる１又は複数の圧迫周期を適正圧迫周期として検出することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被検体の断層面の組織の圧迫状態を考慮して診断に適した弾性画像を選別して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】適正圧迫区間検出の第１実施例の処理概念を説明するための図である。
【図３】適正圧迫区間検出の第２実施例の処理概念を説明するための図である。
【図４】適正圧迫区間検出の第３実施例の処理概念を説明するための図である。
【図５】適正圧迫区間検出の第４実施例の処理概念を説明するための図である。
【図６】適正圧迫区間検出の第５実施例の処理概念を説明するための図である。
【図７】適正圧迫区間検出の第６実施例の処理概念を説明するための図である。
【図８】適正圧迫区間検出の第７実施例の処理概念を説明するための図である。
【図９】適正圧迫区間検出の第８実施例の処理概念を説明するための図である。
【図１０】弾性画像表示の処理概念を説明するための図である。
【図１１】弾性画像表示の実施例を説明するための図である。
【図１２】弾性画像表示の実施例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用してなる超音波診断装置、及び超音波画像表示方法の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１８】
図１は本発明を適用した超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置１００には、被検体１０に当接させて用いる超音波探触子１２と、超音波探触子１２を介して被検体１０に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部１４と、被検体１０から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信部１６と、送信部１４と受信部１６を制御する送受信制御部１７と、受信部１６で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部１８とが備えられている。
【００１９】
また、整相加算部１８からのＲＦ信号フレームデータに基づいて被検体の濃淡断層画像例えば白黒断層画像を構成する断層画像構成部２０と、断層画像構成部２０の出力信号を画像表示器２６の表示に合うように変換する白黒スキャンコンバータ２２とが備えられている。
【００２０】
整相加算部１８から出力されるＲＦ信号フレームデータを記憶し、少なくとも２枚のフレームデータを選択するＲＦ信号フレームデータ選択部２８と、被検体１０の生体組織の変位を計測する変位計測部３０と、変位計測部３０で計測された変位情報からストレイン又はストレインレートを求める弾性情報演算部３２と、弾性情報演算部３２で演算したストレイン又はストレインレートからカラー弾性画像を構成する弾性画像構成部３４と、弾性画像構成部３４の出力信号を画像表示器２６の表示に合うように変換するカラースキャンコンバータ３６とが備えられている。そして、白黒断層画像とカラー弾性画像を重ね合わせたり、並列に表示させたり、切替を行う切替加算部２４と、合成された合成画像を表示する画像表示器２６とが備えられている。
【００２１】
また、超音波診断装置を構成する各部に対して各種の制御信号を出力する画像系制御部４４と、検査者からの指示を入力して画像系制御部４４に出力するインターフェイス部４２とが備えられている。
【００２２】
超音波探触子１２は、複数の振動子を配設して形成されており、被検体１０に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。送信部１４は、超音波探触子１２を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点をある深さに設定する機能を有している。また、受信部１６は、超音波探触子１２で受信した反射エコー信号について所定のゲインで増幅してＲＦ信号すなわち受波信号を生成するものである。整相加算部１８は、受信部１６で増幅されたＲＦ信号を入力して位相制御し、一点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してＲＦ信号フレームデータを生成するものである。
【００２３】
なお、受信部１６、整相加算部１８は、超音波送受信が行われている間はＲＦ信号及びＲＦ信号フレームデータを生成するものであるが、特に、超音波探触子１２の超音波送受信面で被検体を圧迫して断層面の組織に対する圧迫を繰り返し変化させている状態、或いは被検体の拍動等により断層面の組織に対する圧迫が繰り返し変化している状態において、ＲＦ信号及びＲＦ信号フレームデータを生成するものである。
【００２４】
断層画像構成部２０は、整相加算部１８からのＲＦ信号フレームデータを入力してゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行い、断層画像データを得るものである。また、白黒スキャンコンバータ２２は、断層画像構成部２０からの断層画像データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、変換された複数の断層画像データを時系列に記憶するフレームメモリと、制御コントローラを含んで構成されている。この白黒スキャンコンバータ２２は、フレームメモリに格納された被検体内の断層フレームデータを１画像として取得し、取得された断像フレームデータをテレビ同期で読み出すものである。
【００２５】
ＲＦ信号フレームデータ選択部２８は、整相加算部１８からの複数のＲＦ信号フレームデータを格納し、格納されたＲＦ信号フレームデータ群から１組すなわち２つのＲＦ信号フレームデータを選択する。例えば整相加算部１８から時系列すなわち画像のフレームレートに基づいて生成されるＲＦ信号フレームデータをＲＦ信号フレームデータ選択部２８に順次記憶し、記憶されたＲＦ信号フレームデータ（Ｎ）を第１のデータとして選択すると同時に、時間的に過去に記憶されたＲＦ信号フレームデータ群（Ｎ−１、Ｎ−２、Ｎ−３…Ｎ―Ｍ）の中から１つのＲＦ信号フレームデータ（Ｘ）を選択する。なお、ここでＮ、Ｍ、ＸはＲＦ信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数とする。
【００２６】
そして、変位計測部３０は、選択された１組のデータすなわちＲＦ信号フレームデータ（Ｎ）及びＲＦ信号フレームデータ（Ｘ）から１次元或いは２次元相関処理を行って、断層画像の各点に対応する生体組織における変位や移動ベクトルすなわち変位の方向と大きさに関する１次元又は２次元変位分布を求める。ここで、移動ベクトルの検出にはブロックマッチング法を用いる。ブロックマッチング法とは、画像を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も近似しているブロックを前のフレームから探し、これを参照して予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理を行うものである。
【００２７】
弾性情報演算部３２は、変位計測部３０から出力される計測値、例えば移動ベクトルと、圧力計測部４６から出力される圧力値とから断層画像上の各点に対応する生体組織のストレイン（歪み）や弾性率を演算し、そのストレインや弾性率に基づいて弾性画像信号すなわち弾性フレームデータ（ストレインフレームデータ）を生成するものである。
【００２８】
このとき、ストレインのデータは、生体組織の移動量例えば変位を空間微分することによって算出される。また、弾性率のデータは、圧力の変化をストレインの変化で除することによって計算される。例えば変位計測部３０により計測された変位をＬ（Ｘ）、圧力計測部４６により計測された圧力をＰ（Ｘ）とすると、ストレインΔＳ（Ｘ）は、Ｌ（Ｘ）を空間微分することによって算出することができるから、ΔＳ（Ｘ）＝ΔＬ（Ｘ）／ΔＸという式を用いて求められる。また、弾性率データのヤング率Ｙｍ（Ｘ）は、Ｙｍ＝（ΔＰ（Ｘ））／ΔＳ（Ｘ）という式によって算出される。このヤング率Ｙｍから断層画像の各点に相当する生体組織の弾性率が求められるので、２次元の弾性画像データを連続的に得ることができる。なお、ヤング率とは、物体に加えられた単純引張り応力と、引張りに平行に生じるひずみに対する比である。
【００２９】
弾性画像構成部３４は、フレームメモリと画像処理部とを含んで構成されており、弾性情報演算部３２から時系列に出力される弾性フレームデータをフレームメモリに確保し、確保されたフレームデータに対し画像処理を行うものである。
【００３０】
カラースキャンコンバータ３６は、弾性画像構成部３４からの弾性フレームデータに色相情報を付与する機能を有したものである。つまり、弾性フレームデータに基づいて光の３原色すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に変換するものである。例えばストレインが大きい弾性データを赤色コードに変換すると同時に、ストレインが小さい弾性データを青色コードに変換する。
【００３１】
切替加算部２４は、フレームメモリと、画像処理部と、画像選択部とを備えて構成されている。ここで、フレームメモリは、白黒スキャンコンバータ２２からの断層画像データと、カラースキャンコンバータ３６からの弾性画像データと、後述する圧迫波形生成部５２から出力される圧迫波形データと、後述する適正圧迫周期検出部５４から出力される圧迫情報の相関値データを格納するものである。また、画像処理部は、フレームメモリに確保された断層画像データと弾性画像データを画像系制御部４４の指令に応じて合成割合を変更して合成するものである。合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、白黒断層画像とカラー弾性画像の各情報を合成割合で加算したものとなる。さらに、画像選択部は、表示制御部の機能を有する画像系制御部４４の指令に応じて、フレームメモリ内の断層画像データと弾性画像データ、画像処理部の合成画像データ及び圧迫情報の波形データその他各種画像のうちから画像表示器２６に表示する画像を選択するものである。
【００３２】
このような超音波診断装置においては、被検体１０の断層面の組織の圧迫状態を考慮して診断に適した弾性画像を選別して提供することが望ましい。すなわち、弾性画像は、例えば超音波探触子１２の超音波送受信面で被検体１０の組織に圧迫を加えたり、又は拍動等を利用して被検体１０の組織に圧迫を加えたりしながら生成されるものである。したがって、超音波探触子の圧迫手技が適切に行われていない状態、或いは拍動等により組織に適切に圧迫が加わっていない状態で生成された弾性画像は診断に適さないものとなる。
【００３３】
この点、弾性画像を用いて診断を行う場合には、被検体の組織に圧迫を繰り返し加えながら複数の弾性画像を生成してメモリに保存し、フリーズさせた後にメモリの弾性画像の中から診断に適したものを選別することが知られているが、検者が例えばトラックボール等の入力インターフェイス（インターフェイス部４２）を使ってメモリの複数の弾性画像を順に表示させながら診断に適した弾性画像を自ら選別するのは、検者にとって煩わしく、診断効率の面で好ましくはない。
【００３４】
この点に鑑みてなされた本実施形態の超音波診断装置は、変位フレームデータ、弾性フレームデータ、及び被検体の断層面の組織に加わる圧力の少なくともいずれか１つに基づいて、被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な周期を検出する圧迫周期検出部５０を特徴構成として有しており、検出された適正圧迫周期において生成された複数の弾性画像の少なくとも１つを画像表示器２６に表示するものである。
【００３５】
図１に示すように、圧迫周期検出部５０は、圧迫波形生成部５２と、適正圧迫周期検出部５４とを有している。圧迫波形生成部５２は、変位計測部３０から出力される変位フレームデータ、弾性情報演算部３２から出力される弾性フレームデータ、及び圧力計測部４６から出力される圧力データが入力され、これら入力データの少なくとも１つに基づいて、被検体１０の断層面の組織の圧迫状態の経時変化を表す圧迫波形を生成するものである。生成された圧迫波形は切替加算部２４に送られて画像表示器２６に表示されるとともに、適正圧迫周期検出部５４に送られる。
【００３６】
適正圧迫周期検出部５４は、圧迫波形生成部５２から出力される圧迫波形に基づいて、或いは圧迫波形とメモリ７２に格納されている教師波形とに基づいて、被検体１０の断層面の組織の圧迫状態が適正な圧迫周期を検出して、切替加算部２４へ送るものである。以下、圧迫波形生成部５２及び圧迫周期検出部５０の詳細について、実施例ごとに説明する。
【００３７】
（第１実施例）
図２は、圧迫周期検出部５０の第１実施例の処理概念を示す図である。本実施例では、圧迫波形生成部５２は、変位計測部３０から出力される変位フレームデータ、弾性情報演算部３２から出力される弾性フレームデータ、及び圧力計測部４６から出力される圧力データの少なくとも１つに基づいて、図２の下段に示すような圧迫波形５６（圧迫波形Ｐ（ｔ））を生成する。すなわち、圧迫波形生成部５２は、入力された変位フレームデータ、弾性フレームデータ、及び圧力データの少なくとも１つのフレーム毎の平均を時系列にプロットすることで、圧迫波形Ｐ（ｔ）を生成する。
【００３８】
続いて、適正圧迫周期検出部５４は、図２の上段に示すような教師波形５８（教師波形Ｔ（ｔ））をメモリ７２から読み出し、教師波形Ｔ（ｔ）と圧迫波形Ｐ（ｔ）との間での相関演算を行い、相関値を求める。或いは、圧迫波形Ｐ（ｔ）の経時的相関演算、メモリ７２に保存されている過去の圧迫波形Ｐ（ｔ）間での相関演算を行い、相関値を求める。また、適正圧迫周期検出部５４は、求められた相関値を用いて、適正な圧迫区間（圧迫周期）を検出する。
【００３９】
すなわち、一般に診断に有効な弾性画像を得るためには、生体組織に対して適正な圧迫操作を行う必要があり、さらには検者が行った圧迫操作が適正であったかという判断は、弾性画像や圧迫情報を見て検者自身が判断しなければならない。そこで、本実施例は被検体１０の組織を超音波探触子１２で加圧することにより得られる組織の経時的な圧迫情報のデータと教師データとの相関を行い、得られる相関値が例えば最大となるような区間を適正圧迫区間として検出、表示するものである。例えば変位計測部３０で得られた変位を用いて圧迫波形生成部５２からフレーム毎の変位の平均である圧迫量を経時的にプロットした圧迫波形Ｐ（ｔ）を得るとする。この時、図２のように、圧迫波形Ｐ（ｔ）に対して、任意の正弦波Ａｓｉｎθtを教師波形Ｔ（ｔ）として圧迫量が０となる時間から教師波形Ｔ（ｔ）一周期分の区間Ｎで相関をとると、得られる相関値Ｃは、下記数式で求められる。
【数１】
0005455592.tif 000002
【００４０】
Ｐａｖｇ，ＴａｖｇはそれぞれＰ(ｔ)，Ｔ(ｔ)の相加平均である。適正圧迫周期検出部５４は、得られた相関値Ｃ(ｔ)が例えば最大となる区間を適正圧迫区間として検出する。例えば図２の例では、区間Ｎ０の相関値Ｃ０が０．７０、区間Ｎ１の相関値Ｃ１が０．８０、区間Ｎ２の相関値Ｃ２が０．９５であるので、区間Ｎ２が適正圧迫区間６０として検出される。
【００４１】
適正圧迫周期検出部５４は、得られた相関値Ｃ(ｔ)があらかじめ設定されている閾値より大きい１又は複数の区間を適正圧迫区間として検出することもできる。適正圧迫周期検出部５４は、適正圧迫区間の情報を切替加算部２４に送り、切替加算部２４において圧迫波形５６上に適正な圧迫区間として表示する。また、生成される弾性画像を順次メモリ７２等の記録媒体に格納しておき、例えば検者が弾性画像の撮像を終えてフリーズさせたら、適正圧迫区間において生成された弾性画像の少なくとも１つを記録媒体から読みだして画像表示器２６に表示する。
【００４２】
また、図２では変位計測部３０から得られる組織の変位フレームデータを用いた圧迫波形５６と教師波形５８の相関から適正な圧迫区間を検出することを想定しているが、圧迫の際に経時的に変化する要素であれば、組織の変位以外の要素を用いてもよい。例えば圧力計測部４６から得られる圧力や弾性情報演算部３２から得られる組織のストレイン、ストレインレートを用いた圧迫波形と教師波形の相関から適正な圧迫区間を検出してもよい。
【００４３】
すなわち、変位フレームデータ、ストレインフレームデータ、及び被検体の断層面の組織に加わる圧力は、被検体の断層面の組織の圧迫状態を示すものであるから、これらの少なくとも１つに基づく圧迫波形と教師波形との相関により適正な圧迫区間を検出することができる。また、適正な圧迫周期において生成された複数の弾性画像はいずれも診断に適したものであるから、これらの少なくとも１つを表示して検者に提供することにより、検者は自ら診断用の弾性画像を選別する必要がない。その結果、診断効率を向上させることができる。
【００４４】
なお、上記では圧迫波形との相関に用いる教師波形を任意の正弦波としているが、圧迫操作の適正さが示せる要素であれば、教師波形には任意の正弦波以外を用いても良い。例えばメモリ７２に格納されている診断領域別（乳腺、前立腺等）で経験的に算出された適正な圧迫波形や、メモリ７２に格納されている過去の検査時に算出された圧迫波形を教師波形として用いてもよい。
【００４５】
（第２実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第２実施例について説明する。本実施例は、圧迫波形生成部５２が圧迫波形としてストレイン波形を生成する点、及び適正圧迫周期検出部５４が相関演算とは異なる演算を用いて適正圧迫区間を検出する点が第１実施例と異なる。したがって、第１実施例と同様の部分については説明を省略する。
【００４６】
図３は、圧迫周期検出部５０の第２実施例の処理概念を示す図である。第１実施例を用いて適正な圧迫区間を求める場合、診断領域毎に適正な教師波形を用意しなければならないという制約がでてくる。そこで本実施例は、図３のように、組織の圧迫によって得られるストレインレートのある区間（圧迫周期）における相加平均を求めて、求められた各圧迫周期のストレインレートの相加平均値に基づいて適正な圧迫区間を検出、表示するものである。
【００４７】
すなわち、例えば検者の超音波探触子による圧迫手技により圧迫操作を行う場合、圧迫操作にムラがあると、ストレインの変化にムラが生じ、その結果ストレインレートの相加平均は高くなる。これに対して、圧迫操作が安定してなされている場合は、ストレインの変化が安定しているので、その結果ストレインレートの相加平均は低くなる。
【００４８】
そこで、図３に示すように、圧迫波形生成部５２から、圧迫波形としてフレームデータ毎の平均ストレイン値を時系列にプロットしたストレイン波形５９（ストレイン波形Ｓ（ｔ））が得られたら、このストレイン波形Ｓ（ｔ）の時系列上で隣り合った１組のストレイン値間のストレインレートＳＲ（ｔ）は、下記数式で求められる。
【数２】
0005455592.tif 000003
【００４９】
ここで、ストレイン値を用いたストレイン波形Ｓ（ｔ）の圧迫量が０となる時間からストレイン波形Ｓ（ｔ）一周期分の区間Ｎにおける、ストレインレートの相加平均ＳＲａｖｇは、適正圧迫周期検出部５４において下記数式で求められる。
【数３】
0005455592.tif 000004
【００５０】
適正圧迫周期検出部５４は、得られたストレインレートの相加平均ＳＲａｖｇが、例えば０に最も近い区間を適正圧迫区間として検出する。例えば図３の例では、区間Ｎ０，Ｎ１においては、ストレインの変化にムラがありストレインレートの相加平均は高くなる一方、区間Ｎ２ではストレインの変化が安定しておりストレインレートの相加平均は低くなるので、区間Ｎ２を適正圧迫区間６０として検出する。
【００５１】
適正圧迫周期検出部５４は、得られたストレインレートの相加平均ＳＲａｖｇが、あらかじめ設定されている閾値範囲（０を挟んで上下に設定された閾値内の範囲）に含まれる区間を適正圧迫区間として検出することもできる。適正圧迫周期検出部５４は、適正圧迫区間の情報を切替加算部２４に送り、切替加算部２４において圧迫波形上に適正な圧迫区間として表示する。また、生成される弾性画像を順次メモリ７２等の記録媒体に格納しておき、例えば検者が弾性画像の撮像を終えてフリーズさせたら、適正圧迫区間において生成された弾性画像の少なくとも１つを記録媒体から読みだして画像表示器２６に表示する。
【００５２】
（第３実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第３実施例について説明する。本実施例は、圧迫波形生成部５２が圧迫波形としてストレイン波形５９を生成する点は第２実施例と共通するが、適正圧迫周期検出部５４の適正圧迫区間を検出するための演算処理内容が第２実施例と異なる。したがって、第２実施例と同様の部分については説明を省略する。
【００５３】
図４は、圧迫周期検出部５０の第３実施例の処理概念を示す図である。適正圧迫周期検出部５４の実施例２のような適正圧迫区間の検出は、例えば乳腺の硬さを検出する際などの組織への均一な圧迫操作が有益な場合は有効であるが、例えば拍動による肝臓の変位を検出する際などの急峻な動きの検出が必要な場合には向いていない。そこで本実施例の適正圧迫周期検出部５４は、図４に示すように、圧迫波形生成部５２で生成されたストレイン波形５９に基づいて各圧迫周期のストレインレートの絶対値の相加平均を求め、求められた各圧迫周期のストレインレートの絶対値の相加平均値に基づいて適正圧迫周期を検出する。
【００５４】
すなわち、例えば拍動を利用して組織を圧迫する場合においては、拍動と拍動の間の組織が圧迫されていない区間は変位が生じ難いので、拍動が発生して組織が圧迫されて変位している区間を適正圧迫区間として検出する必要がある。拍動と拍動の間はストレインの変化が安定しているのでストレインレートの絶対値相加平均は低くなる。これに対して、拍動により組織が圧迫されて変位しているときには、ストレインの変化が急峻になるので、ストレインレートの絶対値相加平均は高くなる。そこで、ストレイン波形Ｓ（ｔ）の圧迫量が０となる時間からストレイン波形Ｓ（ｔ）一周期分の区間Ｎにおける、ストレインレートの絶対値の相加平均ＳＲａｂｓは、適正圧迫周期検出部５４において下記数式で求められる。
【数４】
0005455592.tif 000005
【００５５】
適正圧迫周期検出部５４は、得られたストレインレートの絶対値の相加平均ＳＲａｂｓが、例えば最大になる区間を適正圧迫区間として検出する。例えば図４の例では、区間Ｎ０，Ｎ１においてはストレインの変化が安定しておりストレインレートの絶対値平均は小さくなる一方、区間Ｎ２においてはストレインの変化が急峻なのでストレインレートの絶対値相加平均は大きくなるので、区間Ｎ２を適正圧迫区間６０として検出する。
【００５６】
適正圧迫周期検出部５４は、得られたストレインレートの絶対値の相加平均ＳＲａｂｓが、あらかじめ設定されている閾値より大きな区間を適正圧迫区間として検出することもできる。適正圧迫周期検出部５４は、適正圧迫区間の情報を切替加算部２４に送り、切替加算部２４において圧迫波形上に適正な圧迫区間として表示する。また、生成される弾性画像を順次メモリ７２等の記録媒体に格納しておき、例えば検者が弾性画像の撮像を終えてフリーズさせたら、適正圧迫区間において生成された弾性画像の少なくとも１つを記録媒体から読みだして画像表示器２６に表示する。
【００５７】
（第４実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第４実施例について説明する。本実施例は、圧迫波形生成部５２が圧迫波形としてストレイン波形５９を生成する点は第２実施例と共通するが、適正圧迫周期検出部５４の適正圧迫区間を検出するための演算処理内容が第２実施例と異なる。したがって、第２実施例と同様の部分については説明を省略する。
【００５８】
図５は、圧迫周期検出部５０の第４実施例の処理概念を示す図である。診断に有益な弾性画像を得るのに組織への均一な圧迫が必要な場合において、検者の圧迫操作が適正であるかを判断するには、ストレイン波形５９の一周期が圧迫量０となる線６２（超音波探触子１２による初期圧迫を加えた状態におけるストレイン値の線）を中心に線対称になっているかを見ればよい。そこで本実施例の適正圧迫周期検出部５４は、生成されたストレイン波形５９の各圧迫周期において、超音波探触子１２により被検体に初期圧迫を加えた状態の初期ストレイン値を中心としたストレイン波形５９の上下の対称性を求め、求められた各圧迫周期のストレイン波形の上下の対称性に基づいて適正圧迫周期を検出する。
【００５９】
すなわち、図５のように、ストレイン波形の一周期を圧迫量が０となる線６２を中心にして２小区間に分けた時、２小区間対のストレインの線対称性を指示値として適正な圧迫区間を検出、表示するものである。
【００６０】
ストレイン波形Ｓ（ｔ）の圧迫量が０となるある時間をｌとし、ｌの次に圧迫量が０となる時間をｍ、ｍの次に圧迫量が０となる時間をnとする。このとき、ｌ−ｎ間が圧迫波形Ｓ（ｔ）の一周期であり、ｌ−ｍ間を小区間Ｍ、ｍ−ｎ間を小区間Ｎとする。ここで、小区間Ｍと小区間Ｎでのストレインの対称性を見るためには、例えばそれぞれの小区間におけるストレイン値の合計Ｓｌｓを見ればよい。また、小区間Ｍと小区間Ｎそれぞれのストレインの加算値合計は、適正圧迫周期検出部５４において下記数式で求められる。
【数５】
0005455592.tif 000006
【００６１】
適正圧迫周期検出部５４は、得られたストレイン値の合計Ｓｌｓが、例えば０に最も近い区間を適正圧迫区間として検出する。例えば図５においては、区間Ｎ０，Ｎ１においてはストレイン波形５９の上下対称性は低い一方、区間Ｎ２においてはストレイン波形５９の上下対称性は高いので、区間Ｎ２が適正圧迫区間６０として検出される。
【００６２】
適正圧迫周期検出部５４は、得られたストレイン値の合計Ｓｌｓが、あらかじめ設定されている閾値範囲（０を挟んで上下に設定された閾値内の範囲）に含まれる区間を適正圧迫区間として検出することもできる。適正圧迫周期検出部５４は、適正圧迫区間の情報を切替加算部２４に送り、切替加算部２４において圧迫波形上に適正な圧迫区間として表示する。また、生成される弾性画像を順次メモリ７２等の記録媒体に格納しておき、例えば検者が弾性画像の撮像を終えてフリーズさせたら、適正圧迫区間において生成された弾性画像の少なくとも１つを記録媒体から読みだして画像表示器２６に表示する。
【００６３】
（第５実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第５実施例について説明する。本実施例は、圧迫波形生成部５２が圧迫波形としてストレイン波形５９を生成する点は第２実施例と共通するが、適正圧迫周期検出部５４の適正圧迫区間を検出するための演算処理内容が第２実施例と異なる。したがって、第２実施例と同様の部分については説明を省略する。
【００６４】
図６は、圧迫周期検出部５０の第５実施例の処理概念を示す図である。上記の適正圧迫区間検出の実施例４では、圧迫波形一周期における、圧迫量が０となる線６２を中心にしたストレインの上下対称性を指示値として適正な圧迫区間の検出、表示を行った。本実施例の適正圧迫周期検出部５４は、生成されたストレイン波形の各圧迫周期において、超音波探触子により初期圧迫を加えた状態の初期ストレイン値を中心としたストレイン波形の点対称性を求め、求められた各圧迫周期のストレイン波形の点対称性に基づいて適正圧迫周期を検出する。
【００６５】
すなわち、ストレイン波形Ｓ（ｔ）の圧迫量が０となるある時間をｌとし、ｌの次に圧迫量が０となる時間をｍ、ｍの次に圧迫量が０となる時間をnとする。このとき、ｌ−ｎ間がストレイン波形Ｓ（ｔ）の一周期であり、ｍは周期ｌ−ｎの中点である。ここで、ｍを中心とした周期ｌ−ｎ間でのストレイン波形５９の点対称性を見るためには、例えばそれぞれのｍから正負方向に同じ時間分移動した位置にあるストレインＳ（ｍ−Δｔ）とＳ（ｍ＋Δｔ）の加算後の絶対値を見ればよい。また、ある区間におけるストレインＳ（ｍ−Δｔ）とＳ（ｍ＋Δt）の点対称位置からの差分の絶対値Ｓｐｓ（Δｔ）は、適正圧迫周期検出部５４において下記数式で求められる。
【数６】
0005455592.tif 000007
【００６６】
適正圧迫周期検出部５４は、Δｔの値を０から（ｎ−ｌ）／２の間まで変化させながら複数のＳｐｓ（Δｔ）を求め、複数のＳｐｓ（Δｔ）の総加算値、最大値、又は平均値が０に最も近い区間を適正圧迫区間として検出する。図６の例では、区間Ｎ０，Ｎ１においてはストレイン波形５９の点対称性が低くＳｐｓ（Δｔ）の値が大きくなる一方、区間Ｎ２においてはストレイン波形５９の点対称性が高くＳｐｓ（Δｔ）の値が小さくなるので、区間Ｎ２が適正圧迫区間６０として検出される。
【００６７】
適正圧迫周期検出部５４は、複数の絶対値Ｓｐｓ（Δｔ）の総加算値、最大値、又は平均値があらかじめ設定されている閾値より小さい区間を適正圧迫区間として検出することもできる。適正圧迫周期検出部５４は、適正圧迫区間の情報を切替加算部２４に送り、切替加算部２４において圧迫波形上に適正な圧迫区間として表示する。また、生成される弾性画像を順次メモリ７２等の記録媒体に格納しておき、例えば検者が弾性画像の撮像を終えてフリーズさせたら、適正圧迫区間において生成された弾性画像の少なくとも１つを記録媒体から読みだして画像表示器２６に表示する。
【００６８】
（第６実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第６実施例について説明する。本実施例は、圧迫波形生成部５２が圧迫波形としてストレイン波形５９を生成する点は第２実施例と共通するが、適正圧迫周期検出部５４の適正圧迫区間を検出するための演算処理内容が第２実施例と異なる。したがって、第２実施例と同様の部分については説明を省略する。
【００６９】
図７は、圧迫周期検出部５０の第６実施例の処理概念を示す図である。上記のような検者の均一な圧迫操作について判断する場合、実施例４や実施例５ではストレイン波形の対称性に注目していたが、圧迫による組織の動きの均一性の指標として、ストレイン波形５９の積分から得られる積分グラフの対称性に注目してもよい。そこで本実施例の適正圧迫周期検出部５４は、生成されたストレイン波形５９を圧迫周期ごとに積分して積分グラフ６４を求め、この積分グラフ６４の各圧迫周期において、積分値のピーク点６６を中心とした積分グラフの左右の対称性を求め、求められた各圧迫周期の積分グラフの左右の対称性に基づいて適正圧迫周期を検出する。
【００７０】
すなわち、圧迫波形生成部５２からフレームデータ毎の平均ストレイン値を用いたストレイン波形Ｓ（ｔ）が得られるとする。このストレイン波形Ｓ（ｔ）に対してある区間で積分を行った時の積分歪Ｓｉｎｔ（ｔ）は、下記数式で求められる。
【数７】
0005455592.tif 000008
得られた積分歪を時系列にプロットしたものが、例えば図７下部のような積分グラフ６４となる。適正圧迫周期検出部５４は、この積分グラフ６４の各区間において、実施例４と同様の手法を用いて、積分値がピークとなるピーク点６６を中心とした左右の対称性を求める。そして、例えば対称性が一番高い区間を適正圧迫区間として検出する。図７の例では、区間Ｎ０，Ｎ１における積分グラフ６４の左右対称性は低い一方、区間Ｎ２における積分グラフ６４の左右対称性は高いので、区間Ｎ２が適正圧迫区間６０として検出される。
【００７１】
適正圧迫周期検出部５４は、適正圧迫区間の情報を切替加算部２４に送り、切替加算部２４において圧迫波形上に適正な圧迫区間として表示する。また、生成される弾性画像を順次メモリ７２等の記録媒体に格納しておき、例えば検者が弾性画像の撮像を終えてフリーズさせたら、適正圧迫区間において生成された弾性画像の少なくとも１つを記録媒体から読みだして画像表示器２６に表示する。
【００７２】
（第７実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第７実施例について説明する。本実施例は、圧迫波形生成部５２が圧迫波形としてストレイン波形５９を生成する点は第２実施例と共通するが、適正圧迫周期検出部５４の適正圧迫区間を検出するための演算処理内容が第２実施例と異なる。したがって、第２実施例と同様の部分については説明を省略する。
【００７３】
図８は、圧迫周期検出部５０の第７実施例の処理概念を示す図である。上記のような検者の均一な圧迫操作について判断する場合、実施例４や実施例５ではストレイン波形５９の対称性に注目していたが、圧迫による組織の動きの均一性の指標として、ストレイン波形５９のストレイン値、又はストレイン値から得られるストレインレートの分布に注目してもよい。そこで、本実施例の適正圧迫周期検出部５４は、生成されたストレイン波形５９又はこのストレイン波形に基づいて生成されたストレインレート波形６７に基づいて各圧迫周期における分散又は標準偏差を求め、求められた分散又は標準偏差に基づいて被検体の断層面の組織の圧迫状態が適切な圧迫周期を検出する。
【００７４】
すなわち、ストレイン波形Ｓ（ｔ）の圧迫量が０となる時間からストレイン波形Ｓ（ｔ）一周期分の区間Ｎにおける、ストレインの分散σ２及び標準偏差σは、適正圧迫周期検出部５４において下記数式で求められる。
【数８】
0005455592.tif 000009
【００７５】
ここで、ＳａｖｇはＳ（ｔ）の相加平均である。得られた分散σ２及び標準偏差σが大きい場合、ストレインに偏りが生じているものと考えられる。一方分散と標準偏差が小さい場合、ストレインの偏りも小さくストレインが均一であると考えられる。そこで、適正圧迫周期検出部５４は、分散σ２及び標準偏差σが最小となる区間を適正圧迫区間として検出する。図８の例では、区間Ｎ０，Ｎ１においてはストレインに偏りが生じているため分散、標準偏差が大きくなる一方、区間Ｎ２においては、ストレインに偏りが生じていないため分散、標準偏差が小さくなるので、区間Ｎ２を適正圧迫区間６０として検出する。
【００７６】
適正圧迫周期検出部５４は、分散σ２及び標準偏差σがあらかじめ設定された閾値より小さい区間を適正圧迫区間として検出することもできる。適正圧迫周期検出部５４は、適正圧迫区間の情報を切替加算部２４に送り、切替加算部２４において圧迫波形上に適正な圧迫区間として表示する。また、生成される弾性画像を順次メモリ７２等の記録媒体に格納しておき、例えば検者が弾性画像の撮像を終えてフリーズさせたら、適正圧迫区間において生成された弾性画像の少なくとも１つを記録媒体から読みだして画像表示器２６に表示する。
【００７７】
また、上記の実施例２と同様にしてストレインレートは求められ、ストレインレートの値をプロットすることにより、図８の下段に示すようなストレインレート波形６７（ストレインレート波形ＳＲ（ｔ））が生成される。ストレインレート波形ＳＲ（ｔ）についても、ストレイン波形Ｓ（ｔ）と同様にしてストレインレートの分散σ２及び標準偏差σを求めて、分散σ２及び標準偏差σが最小となる区間或いはあらかじめ設定された閾値より小さい区間を適正圧迫区間６０として検出する。例えば図８の下段に示すように、ストレインレート波形６７を絶対値化してストレインレート絶対値波形６９を生成し、ストレインレート絶対値波形６９において、分散σ２及び標準偏差σを求めて適正圧迫区間を検出することもできる。
【００７８】
（第８実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第８実施例について説明する。上記の第１−第７実施例は、適正な圧迫区間を検出、表示するための実施例であったが、これらの実施例に用いられる圧迫波形中に適正な圧迫区間が存在しない場合も考えられる。そこで本実施例の圧迫周期検出部５０は、実施例１と同様の手法で適正圧迫周期検出部５４により求められた各圧迫周期の相関値があらかじめ設定された相関閾値より大きい圧迫周期を、被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な圧迫周期として検出するとともに、検出された適正な圧迫周期の数をカウントして画像表示器２６に表示する。
【００７９】
図９は、圧迫周期検出部５０の第８実施例の処理概念を示す図である。図９の上段は実施例１と同様の教師波形５８（教師波形Ｔ（ｔ））を示しており、下段は圧迫波形５６（圧迫波形Ｐ（ｔ））を示している。例えば図９のように、適正な圧迫区間検出に用いられる相関値に対して、任意の閾値（例えば０．８５）を設定し、相関値が設定した閾値以上もしくは閾値以下の圧迫区間数をカウントして、検査時の圧迫操作中において圧迫波形上に適正圧迫区間が含まれることを表示するものである。
【００８０】
例えば適正圧迫区間検出の実施例１の場合、適正圧迫周期検出部５４において任意の閾値を設定し、圧迫波形Ｐ（ｔ）と教師波形Ｔ（ｔ）間の相関値が設定した閾値以上となる圧迫区間数をカウントして、カウント値を切替加算部２４に送り画像表示器２６に表示する。図９の例では、区間Ｎ０−Ｎ５における各相関値Ｃ０−Ｃ５が、それぞれ０．７０，０．８０，０．９５，０．８５，０．８０，０．９５であるから、区間Ｎ２，Ｎ３，Ｎ５が適正圧迫区間６０として検出され、検出数である３が表示される。
【００８１】
なお上記の例では、適正圧迫区間検出の実施例１を元に設定した閾値以上となる圧迫区間数のカウント及び表示を行ったが、適正圧迫区間検出の実施例２−７のそれぞれにおいて適正な圧迫区間検出に用いられる指示値に対する閾値の設定、及び指示値と閾値の比較結果によって適正な圧迫区間数をカウントして表示してもよい。
【００８２】
（第９実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第９実施例について説明する。上記第１−第７実施例においては、適正圧迫区間の検出、表示によって検者のフレーム選択の時間を短縮するようにしてきたが、適正な圧迫区間内にある複数の弾性画像の選択時間は別途必要となる。そこで、本実施例は、被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な圧迫周期内の複数の弾性画像を加算又は加算平均した合成弾性画像を生成し、この合成弾性画像を画像表示器２６に表示するものである。
【００８３】
図１０は、第９実施例の画像表示における処理概念を示す図である。図１０に示すように、圧迫波形５６（圧迫波形Ｐ（ｔ））の適正圧迫区間６０内には、複数（本実施例では６つ）の弾性画像６８ａ−６８ｆが存在する。この適正圧迫区間内にある複数の弾性画像６８ａ−６８ｆのうちのいずれを診断用とするかの選択時間を短縮するため、適正な圧迫区間内の弾性画像６８ａ−６８ｆを加算又は加算平均して合成弾性画像７０を生成して表示する。
【００８４】
なお上記例では、適正圧迫区間内の弾性画像全てを加算又は加算平均した弾性画像を検出、表示したが、適正圧迫区間をいくつかに分けてその中で加算又は加算平均を行い、複数の合成弾性画像を生成、表示してもよい。
【００８５】
（第１０実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第１０実施例について説明する。上記の第９実施例においては、適正圧迫区間内の複数の弾性画像を合成して表示したが、原画像のまま表示する場合、第９実施例ではフレーム選択の時間短縮が見込めない。そこで本実施例は、適正圧迫区間内にある複数の弾性画像データの選択時間を短縮するため、被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な圧迫周期内の複数の弾性画像を時系列順に画像表示器２６にマルチスクリーン表示するものである。
【００８６】
図１１は、第１０実施例における画像表示例を示す図である。図１１に示すように、圧迫波形５６（圧迫波形Ｐ（ｔ））の適正圧迫区間６０内には、複数（本実施例では９つ）の弾性画像６８ａ−６８ｉが存在する。そこで、図１１に示すように、画像表示器２６に複数の弾性画像６８ａ−６８ｉを時系列順に並べてマルチスクリーン表示を行う。これにより、検者は、適正圧迫区間において生成された複数の弾性画像を一覧で参照することができるので、診断用の弾性画像を選択し易くなる。
【００８７】
（第１１実施例）
本実施形態の超音波診断装置１００の圧迫周期検出部５０の第１１実施例について説明する。適正圧迫区間検出の実施例７において検出した複数の適正な圧迫区間を検出した場合や適正な圧迫区間検出に用いる指示値が複数区間において同一となる場合、さらにその中からより適正である圧迫区間を選択する必要がある。そこで本実施例は、被検体の断層面の組織の圧迫状態が適正な複数の圧迫周期のそれぞれにおいて、圧迫周期内の複数の弾性画像を加算又は加算平均した合成弾性画像を生成し、生成された複数の合成弾性画像を時系列順に画像表示器にマルチスクリーン表示するものである。
【００８８】
図１２は、第１１実施例における画像表示例を示す図である。図１２に示すように、例えば圧迫波形５６（圧迫波形Ｐ（ｔ））において複数（本実施例では３つ）の適正圧迫区間６０ａ−６０ｃが検出されたとする。適正圧迫区間６０ａ−６０ｃのそれぞれにおいて、圧迫区間に含まれている複数の弾性画像を加算又は加算平均して合成弾性画像７０ａ−７０ｃを生成する。そして、画像表示器２６に複数の合成弾性画像７０ａ−７０ｃを時系列順に並べてマルチスクリーン表示を行う。これにより、検者は、適正圧迫区間において生成された複数の弾性画像に基づく合成弾性画像を一覧で参照することができるので、より適正な圧迫区間の選択及び弾性画像選択の時間を短縮することができ、診断効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０  被検体
１２  超音波探触子
２６  画像表示器
３０  変位計測部
３２  弾性情報演算部
３４  弾性画像構成部
４２  インターフェイス部
４６  圧力計測部
５０  圧迫周期検出部
５２  圧迫波形生成部
５４  適正圧迫周期検出部
５６  圧迫波形
５８  教師波形
５９  ストレイン波形
６０  適正圧迫区間
６４  積分グラフ
６６  ピーク点
６７  ストレインレート波形
６８  弾性画像
７０  合成弾性画像
７２  メモリ
１００  超音波診断装置
【図１】
0005455592.tif 000010
【図２】
0005455592.tif 000011
【図３】
0005455592.tif 000012
【図４】
0005455592.tif 000013
【図５】
0005455592.tif 000014
【図６】
0005455592.tif 000015
【図７】
0005455592.tif 000016
【図８】
0005455592.tif 000017
【図９】
0005455592.tif 000018
【図１０】
0005455592.tif 000019
【図１１】
0005455592.tif 000020
【図１２】
0005455592.tif 000021